「光る花」の開発と利用 P-49

P-49
「光る花」の開発と利用
生命科学
■ はじめに
可視化マーカーとして遺伝子機能解析に広く用いられ
ているGFP等の蛍光タンパク質は、由来する生物種の違
いや変異導入等による構造の改変により様々な色調や蛍
光特性のものが開発されているが、花弁での蛍光が肉眼
で簡易に観察できるほどの蛍光強度を持つ組換え植物は
未だ報告されていない。我々は、植物での観察に適した
蛍光強度と波長特性を持つ新規蛍光タンパク質を、翻訳
効率の改良によりタンパク質を高効率で蓄積させる新規
ベクターで発現させることで、花弁においても明瞭な蛍光
を発する「光る花」の作出に成功した。
■ 活動内容
１．蛍光タンパク質を高蓄積するトレニアの作出
海洋カイアシ類キリディウス属の一種である Chiridius
poppei か ら 単 離 し た 新 規 蛍 光 タ ン パ ク 質 CpYGFP
(Yellowish-Green Fluorescent Protein)は、励起極大509nm
で蛍光極大517nmの黄緑色の蛍光を呈し、一般的なオワ
ンクラゲ(Aequorea victoria)のAvGFPと比較して幅広いpH
で強く安定な蛍光特性を示す。このタンパク質を植物細胞
内に高度に蓄積させるため、シロイヌナズナ(Arabidopsis
thaliana)由来の新型HSPターミネーターおよび新型ADH
翻訳エンハンサーを付加し、発現カセットを3重連結した
改良型の高翻訳効率ベクターに組み込んだ。このベクタ
ーをアグロバクテリウム法によりトレニア(Torenia fournieri)
白花系統に導入した。
２．光る花の特性
改良型CpYGFP発現ベクターを導入したトレニアでは、
遺伝子の高発現とタンパク質高蓄積の両レベルにおいて
優れた系統が多数得られ、植物体全体、特に花器官にお
いて非常に強い蛍光が観察された。花弁、雄ずい、雌ず
いなど薄層の、あるいは微細な器官においても、一般的
な青色LED光源(470nm前後)と観察用フィルター(透明オ
レンジのアクリル板)との組合せで肉眼でも明瞭な観察が
可能である。閉鎖系温室の自然光に近い強光下で栽培さ
れた植物においても強い蛍光を長時間安定に発するほか、
乾燥や樹脂封入などの処理を経ても明確な蛍光が維持さ
れたことから、これらの植物ではCpYGFPを非常に効率良
く安定に発現・蓄積できることに加え、タンパク質自体の活
性も極めて安定であることが推定された。
代表発表者
所
属
大坪 憲弘（おおつぼ のりひろ）
(独)農研機構
花き研究所 花き研究領域
問合せ先
〒305-8519 茨城県つくば市藤本 2-1
TEL：029-838-6801 FAX：029-838-6841
[email protected]
３．光る花の利用に向けて
今後は、この蛍光タンパク質発現ベクターと花器官形成
関連遺伝子等を組み合わせることで、これまでは難しかっ
た遺伝子発現変化の組織レベルでの簡便なリアルタイム
観察を可能とする技術開発を進める一方、蛍光を最大限
に引き出す栽培方法や観察・処理方法の検討を進めるこ
とで、「光る花」のインテリアや組換え教材としての利用を
加速させる予定である。
■ 関連情報等（特許、プレス発表）
１． WO2005／095599「新規な蛍光性タンパク質とそれを
コードする遺伝子」(NECソフト)
2． WO2011／021666「環境ストレス下の翻訳抑制 を回避
する5’UTRをコード する組換えＤＮＡ分子」(奈良先
端大)
3. プレス発表「光る花の研究開発に成功」(NECソフト、農
研機構、インプランタイノベーションズ、奈良先端大)
http://www.necsoft.com/press/2013/130905.html
図 新規蛍光タンパク質遺伝子を導入した光るトレニア
■キーワード： （1）光る植物
（2）新規蛍光タンパク質 CpYGFP
（3）改良型高翻訳効率ベクター
─ 51 ─